數(shù)據(jù)證實(shí)美國電網(wǎng)中太陽能加儲(chǔ)能混合模式崛起

根據(jù)美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的追蹤數(shù)據(jù)，截至2020年底，美國至少有226個(gè)規(guī)模大于1 MW的同場(chǎng)部署的混合行供電側(cè)電站在運(yùn)行之中，總裝機(jī)容量超過了30 GW。

根據(jù)EIA-860表格的數(shù)據(jù)，最常見的配置是光伏加儲(chǔ)能方式(73個(gè)項(xiàng)目，共計(jì)992 MW太陽能和250 MW儲(chǔ)能)，其次是數(shù)種基于化石的混合類別。

同場(chǎng)或混合發(fā)電站——即在現(xiàn)場(chǎng)將儲(chǔ)能與發(fā)電資源整合在一起，或?qū)煞N或更多不同類型的發(fā)電資源放在一起的發(fā)電站——多年來一直是美國能源結(jié)構(gòu)的組成部分。而今的主流趨勢(shì)則是將太陽能光伏電站與電池結(jié)合起來。 LBNL跟蹤的來自全國各地的互連排隊(duì)數(shù)據(jù)顯示了國內(nèi)對(duì)于混合發(fā)電站的濃厚的商業(yè)興趣，在2020年結(jié)束時(shí)已經(jīng)有超過460 GW的太陽能發(fā)電站排在互連隊(duì)列中，其中的159 GW(或35%)屬于混合類別，通常為太陽能加電池的配置。對(duì)于同在互連隊(duì)列中的209 GW風(fēng)能，大約6%的項(xiàng)目也提議采用混合模式，其中大多數(shù)都配以電池儲(chǔ)能裝置。

太陽能裝置通常會(huì)激發(fā)更高的電池連接率，因?yàn)樵诨ミB項(xiàng)目中，太陽能的儲(chǔ)能與發(fā)電產(chǎn)能的比率中值為60%，而風(fēng)能僅有35%，太陽能的儲(chǔ)能時(shí)間中值也最長，約為2小時(shí)。

在互連排隊(duì)的所有混合項(xiàng)目中，將近93%為太陽能加電池的配置，占到混合項(xiàng)目總裝機(jī)容量的88%。擬建太陽能加電池項(xiàng)目的裝機(jī)容量達(dá)到了所有其他混合配置的發(fā)電產(chǎn)能的七倍以上。

加州電網(wǎng)CAISO有著最高的含電池太陽能項(xiàng)目比例，達(dá)到89%;其次是西部非ISO地區(qū)，占67%;然后是西南電力聯(lián)營公司(SPP)和得州電力可靠性委員會(huì)(ERCOT)地區(qū)，分別占22%和21%。

大體上，西部地區(qū)對(duì)此類項(xiàng)目表現(xiàn)出更大的興趣，因?yàn)榘∟YISO、ISO-NE和PJM在內(nèi)的東部電網(wǎng)的混合項(xiàng)目比例分別為5%、12%和19%。

CAISO的數(shù)據(jù)表明，同場(chǎng)模式比真正的混合方式更受歡迎。同場(chǎng)需要對(duì)共享互連背后的單個(gè)電力來源進(jìn)行不同的建模和調(diào)度指令。混合模式對(duì)共享互連后面的多個(gè)電力來源采用單一的投標(biāo)方法，這意味著沒有單獨(dú)的可再生資源預(yù)測(cè)和調(diào)度。如左圖所示，CAISO計(jì)劃到2024年的大部分裝機(jī)容量都屬于這個(gè)類別。

承購協(xié)議

勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室還跟蹤了具有承購協(xié)議的光伏加電池發(fā)電站，以便更好地了解近期的混合項(xiàng)目管道。包含134個(gè)項(xiàng)目的采樣結(jié)果顯示，與目前現(xiàn)有的混合電站相比，趨勢(shì)是儲(chǔ)能時(shí)間更長，電池與光伏的容量比率更高。

這些由承購人擔(dān)保的新項(xiàng)目的總體加權(quán)平均電池儲(chǔ)能時(shí)間為3.4小時(shí)，電池與光伏容量之比為50%。這些數(shù)字均高于現(xiàn)有項(xiàng)目——平均時(shí)間2.6小時(shí)，儲(chǔ)能容量比率25%。這些項(xiàng)目即將設(shè)置的電池容量大部分位于加利福尼亞、內(nèi)華達(dá)、得克薩斯和夏威夷等州。

根據(jù)對(duì)購電協(xié)議的研究，該實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，增加儲(chǔ)能的成本會(huì)隨著電池與光伏容量之比的增加而呈現(xiàn)線性增加，但整體PPA價(jià)格會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降。這種趨勢(shì)在除了夏威夷的其他各地都是如此。但夏威夷的光伏項(xiàng)目通常采用100%的儲(chǔ)能容量比率，配以儲(chǔ)能的項(xiàng)目電價(jià)高昂許多。